鸟类-植物互作网络的系统发育效应取得新进展
研究发现,互作伙伴数量的系统发育信号在鸟类和植物中均较弱,表明互作伙伴数量更多受其他因素(如表型特征)驱动。然而,在互作伙伴的物种组成及系统发育组成方面,系统发育信号存在较大差异。其中,系统发育距离相近的鸟类(尤其是食果鸟类)倾向于与具有相似物种组成和系统发育组成的植物互作,而这一模式在植物中并不明显。研究还发现,系统发育专性的食果鸟类往往也是互作专性物种,即它们倾向于与少数系统发育距离更近的植物物种互作。这种模式在传粉鸟类以及结果植物和开花植物中均未观察到,揭示了不同互作系统中生态专化策略的差异。
2025-10-14
空气eDNA揭示果实资源对食果动物分布的影响
布起着重要的驱动作用。相比之下,食肉动物的分布与果实资源并无明显关联。 这一发现不仅为“食物资源驱动物种分布”的经典生态学假说提供了新的实证支持,也展示了空气eDNA在揭示生态过程方面的巨大潜力。以往的动植物关系研究大多依赖长期野外观测,往往耗时费力,且受制于样本规模和物种覆盖范围的局限。而空气eDNA技术则能够在短时间内、跨大范围同时捕捉多类群动物的分布信息,有效突破了传统方法的限制。该研究表明,空气eDNA不仅是一种高效的生物多样性监测工具,更能捕捉动植物互作的精细格局,为深入理解生态过程和生态系统运作机制开辟了全新途径。
2025-10-11
DNA条形码揭示中国梧桐属植物隐存多样性,为其提供“分子身份证”
研究取得三项重要发现:一是明确核核糖体内转录间隔区(nrITS)为梧桐属物种鉴定的“最优条形码”,其物种鉴定率高达91.7%(11/12类群),可精准鉴定所有10个中国已知分布的梧桐属物种,解决了长期以来该属物种形态鉴别困难的问题;二是在极小种群物种“云南梧桐(F. major)”中发现2个隐存谱系(Firmiana sp.1 和 Firmiana sp.2),其中Firmiana sp.1为高达10米的栽培乔木(主要分布于云南中部古寺庙及植物园),Firmiana sp.2为分布于金沙江中下游的灌丛或小乔木,二者在遗传距离、地理分布及生长习性上均与典型的云南梧桐(位于金沙江上游)存在显著差异,提示需重新界定云南梧桐的物种边界;三是通过整合分析GenBank 数据库中48条梧桐属叶绿体基因组数据,发现2个样本被错误标定的案例,强调了DNA条形码在检验网络数据库中数据准确性的重要性。
2025-10-09
云南省发现三种黄檀属中国新记录
尽管黄檀属是一个自然的类群,但由于种间形态差异细微、乔木类群标本不足等原因,其种间分类一直存在诸多困难,有待进一步的调查研究。该研究提供了详细的形态描述,提炼出了稳定、可靠的鉴别特征,并重新编写了我国黄檀组的物种分类检索表,增加了我国黄檀属的新成员。
2025-10-09
城市扩张过程中生态与经济效益的多尺度权衡与协同
鉴于此,该研究建议,城市可持续发展须采取统筹的顶层规划与设计,采取因地制宜的差异化策略。例如,在产业和人口密集区,优先推进绿色基础设施建设,增加生态绿色空间,推动多功能社区建设,恢复并提升生态系统服务功能;在自然植被良好区域,继续加强森林和草地的抚育和提质增效,探索因地制宜的生态产品价值实现创新机制,实现生态保护与经济发展的双赢。同时,区域规划应结合多层级治理机制,通过区域政策与地方实践的有机结合与试点,促进经济效益与生态效益的协同发展。
2025-09-29
PD封面|一场由东亚夏季风主导的进化:黄杞属基因组的适应密码
基因家族富集分析进一步揭示了常绿与落叶类群在功能上的显著分化。常绿类群扩张的基因主要富集于光合作用、激素信号转导及氧化还原过程等路径,反映其对湿润、低光、高竞争环境的长期适应;而落叶类群中扩张的基因则显著富集于ABA信号通路、次生代谢和防御反应相关路径,强化了其对干旱胁迫的快速响应机制。该结果表明常绿与落叶生态策略的形成不仅体现在谱系分化与基因组结构上,也深刻嵌入于基因功能的选择性扩增之中。进一步分析发现,常绿物种E. fenzelii在基因组功能上展现出显著的适应性优势。
2025-09-26
中南半岛与马来群岛植物分布格局成因研究取得新进展
结果显示:(1)轮叶三棱栎起源于北巽他古陆,并在渐新世-中新世期间逐渐扩散至中国云南和海南,以及马来群岛的其他区域。(2)由于巽他古陆海侵海退影响,马来群岛群体经历了严重的历史瓶颈造成了长期低遗传多样性;相比之下,中南半岛的地形异质性和居群间的基因流维持了居群高遗传多样性。(3)自末次盛冰期以来,婆罗洲始终具备适宜轮叶三棱栎生存的环境条件,预计在未来气候变化背景下仍将继续发挥“避难所”的作用,为维持物种进化潜力的长期避难所应注意优先保护。该研究阐明了古地理过程和环境因素如何共同塑造了东南亚当前的植物分布格局,并通过物种水平的种群历史为理解区域生物地理动态提供了一个案例研究
2025-09-23
杀菌剂揭示植物微生物互作的生态效应
分析表明,使用杀菌剂显著提高了原生植物物种的存活率,并增加了群落整体生物量;但与此同时,它会导致植物群落多样性下降——这种效应与排除脊椎草食动物时观察到的结果相似。出乎意料的是,尽管存活率和群落生产力明显提升,但杀菌剂对植物生长并未产生显著的整体影响。杀菌剂对植物生长效果的巨大差异,很可能源于不同植物物种积累病原真菌和有益真菌(如菌根)的程度存在差异。此外,商用杀菌剂针对不同真菌类群的特异性各不相同,这也可能影响实验结果。尽管样本量有限,但外来物种对杀菌剂的反应较弱,这与"这些植物受本地真菌病原体压力较小"的假设相一致。研究结果并未支持纬度生物相互作用假说(LBIH)。总体而言,这项研究强调了真菌病原体在维持自然植物群落多样性方面的重要作用。使用杀菌剂后观察到的个体存活率和群落生物量提升表明,平均而言病原真菌对植物的抑制作用远超共生真菌带来的益处。
2025-09-10
JSE封面|东亚亚热带常绿阔叶林的演化
尽管目前对东亚亚热带常绿阔叶林优势树种已有较多研究,但伴生树种和草本植物的动态变化同样值得关注,这将有助于全面揭示东亚亚热带常绿阔叶林的生态系统演变规律。该综述整合了当前东亚亚热带常绿阔叶林演化研究的前沿认知,并提出应对人类世背景下的挑战和研究建议。
2025-09-10
叶片泡状细胞驱动叶片快速卷曲调控竹类植物的水分平衡
该研究首次揭示泡状细胞结构与叶片保水能力在竹类植物干旱响应过程中的协同作用,为竹类抗旱育种提供了研究靶点。未来需进一步探索泡状细胞形态变化与水分运输的分子机制,以更精准预测气候变化下竹类生态系统的韧性。
2025-09-04
植物水力特性差异驱动树干液流方法对于植物蒸腾估算的准确性
结果表明,(1)多数物种的重新校准模型参数与Granier经典参数显著不同,尤其是高导水性的环孔材与藤本,其蒸腾低估程度尤为突出。(2)不同的统计模型、参数校准过程中所施加最大压力等对于矫正的模型参数具有不同程度影响。值得注意的是,植物的水力特性,例如木质部比导率,木质部导管腔面积占比对于种内和种间模型参数的变异具有较高的解释率,木质部比导率对于两项参数的解释率分别达到了90%和79%,这为未知物种模型参数的快速估算提供了可靠依据,将大大减少繁琐的参数校正工作。(3)为验证上述结论,研究团队将重新校准参数与Granier经典模型应用于橡胶种植园蒸腾量估算,全面评估了不同影响因素及其权重。结果显示,Granier模型严重低估林分蒸腾量,而新校准参数估算结果更为合理。此外,树液边材面积及径向变化、方位等尺度的非生理因素对蒸腾估算具有显著影响。
2025-08-27
边界梯度特征助力高黎贡山跨境优先保护与廊道规划
针对高黎贡山跨境区域的生物多样性保护需求,基于“昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架”行动目标3,提出了一个整合受威胁物种、关键生态系统服务、生态边界梯度及生态连通性的优先保护框架。研究结果显示:高黎贡山跨境区域多维度的保护热点,在当前保护区的覆盖率约为20%,主要位于北部和中部。多目标协同的保护热点区域存在明显的保护空缺,主要分布在中部和南部。受威胁动、植物物种丰富度虽呈现空间正相关,但其热点区存在一定的空间错配。受威胁物种丰富度与碳储存、土壤保持呈现空间正相关。受威胁物种保护热点的成效,随跨境边界距离增加而降低,线性拟合呈显著的负效应梯度关系(植物R²=0.95,动物R²=0.59)
2025-08-26
云南黄杞复合群研究揭示印缅地区三级阶梯地理格局
选择东南亚典型特征植物类群胡桃科(Juglandaceae)黄杞属(Engelhardia)的云南黄杞复合群(Engelhardia spicata complex)作为研究对象。在印缅地区以及中国南方采集了80个种群共778份复合体样本,覆盖了横断山脉、云贵高原、掸邦高原、长山山脉等关键地理单元。综合利用五个叶绿体基因片段和一个核基因片段进行了系统发育重建、分化时间估算、祖先区域重建,以及海拔分化分析。研究发现,云南黄杞复合群的分化呈现出明显的阶段性特征:约26.62百万年前(Ma),该复合体首次分化为两个谱系,一个分布于低海拔的长山山脉南部,另一个则分布在横断山脉及掸邦高原;到了约23.03Ma时,分布于横断山脉及掸邦高原的谱系进一步分化,形成两个新的谱系,其中一个位于中海拔的掸邦高原,另一个则位于高海拔的横断山脉和云贵高原。
2025-08-26
稀有phoD细菌调控喀斯特果药间作系统的磷生物有效性
以广西漓江流域喀斯特果药间作系统为研究对象,探讨了土壤磷生物有效性的变化规律及其微生物调控机制。研究发现:1)与单作果园(Prunus salicina)相比,果药间作系统总体上降低了土壤生物有效磷组分含量(除CaCl2-P外),但增加了微生物生物量磷含量,潜在地提高了有机磷的临时储存。这些变化促进药用植物从根际土壤中吸收无机磷,表现在磷素活化、供应能力和获取策略的积极响应。2)果药间作系统显著改变了phoD细菌群落的组成和结构,但对其多样性无影响。同时,稀有phoD类群(如假单胞菌Pseudomonas)对土壤氮磷比、pH和水分的变化更为敏感,成为调控磷生物有效性的关键;而丰富类群(如慢生根瘤菌Bradyrhizobium)作用较弱。3)果药间作系统通过药用植物特异性影响稀有phoD细菌,将土壤磷利用策略从“无机磷获取”转向“有机磷暂存”,提高了磷素利用效率;其中,李树+金丝桃(Hypericum monogynum)和李树+黄花倒水莲(Polygala fallax)间作系统表现较优。这些发现强调了药用植物选择对优化喀斯特土壤磷循环的重要性,并表明在果药间作系统中定向施磷可以提高喀斯特土地生产力。建议后续研究应结合不同药用植物根系功能特征和优化磷肥施用策略来探究根际磷循环的动态机制,以实现果药间作系统的可持续管理。
2025-08-21
版纳植物园两篇论文入选The Plant Cell期刊“里程碑论文”
近日,中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)科研团队发表的两篇研究论文分别入选国际权威期刊The Plant Cell 2013年度和2023年度“里程碑论文”(Landmaker Papers),成为该期刊本世纪初前25年(2000-2024年)最具影响力的25项研究之一。
2025-08-03
植物激素茉莉酸调控种子大小的新机制
蛋白质相互作用实验表明,JA信号途径的关键抑制子JAZ直接与KLU基因的上游调控因子SOD7及其同源蛋白DPA4相结合。遗传学分析进一步确认,SOD7高表达能抑制coi1突变体的种子大小表型。有趣的是,SOD7还能与JA途径的核心转录因子MYC2和MYC4相互作用。遗传分析和生化机制研究表明,SOD7和MYC2能相互增强彼此的转录调节功能,协同抑制下游KLU基因的转录,从而共同抑制种子大小。相反,JAZ蛋白抑制SOD7和MYC2的转录调节功能,且与SOD7竞争性结合MYC2。值得注意的是,JA信号对于SOD7–KLU途径及种子大小的调控,在高盐胁迫条件下也发挥关键作用。此外,SOD7还能与ABI5转录因子相互作用,暗示其可能参与种子从发育到萌发的全过程调控。
2025-08-03
时间信号调控植物种子萌发的新机制
在脱落酸(ABA)激素处理、盐胁迫或渗透胁迫条件下,野生型拟南芥种子的萌发率及子叶绿化率呈现显著的昼夜节律性变化:当经4°C低温层积处理的种子转移至22°C长日照或持续光照条件后,黎明时间点(ZT0)转移的种子萌发表现最佳,而近黄昏时间点(如ZT12或ZT16)转移的种子萌发率显著降低,形成“昼高夜低”节律性特征。进一步分析显示,生物钟夜间复合体(Evening Complex)基因ELF3、ELF4和LUX在种子萌发阶段呈现昼夜节律性表达,且其转录水平受ABA抑制。表型分析发现,elf3、elf4与lux功能缺失突变体种子对ABA超敏感,而ELF3、ELF4或LUX过表达植株种子则对ABA弱敏感。更有趣的是,cca1 lhy、prr5 prr7 prr9与elf3 elf4 lux等多类生物钟核心组分突变体的种子萌发过程均丧失昼夜节律性特征。该结果表明,生物钟核心振荡模块(包括晨间相基因CCA1/LHY、日间调节因子PRR家族及夜间复合体)是介导昼夜节律信号调控种子萌发的关键遗传基础,其功能完整性对维持萌发过程的时序性至关重要。
2025-08-03
桑寄生的生存秘诀:林冠生境中高耐旱性
研究发现,与寄主植物相比,桑寄生表现出更强的耐旱性。具体表现为桑寄生具有更低(更负)的叶片旱季正午水势、膨压丧失点水势、导水率损失12%的木质部水势;具有更高的胡伯尔值、边材密度和导管密度;更小的叶片、比叶面积、叶脉密度和气孔密度。同时,桑寄生具有更低的导水率,具体表现为边材比导率、叶比导率和水力加权导管直径均低于寄主植物。桑寄生的水分利用效率也低于寄主植物 (更负的碳稳定同位素值)。此外,桑寄生和寄主植物的性状相关性存在差异,桑寄生的性状相关性更强,这反映了桑寄生和寄主植物在生态适应策略上的不同。值得注意的是,在所研究的桑寄生和寄主植物中,均没有观察到水力效率和安全之间的权衡。此外,研究发现桑寄生的水力学性状具有高度可塑性,导水率损失12%、50%和88%的木质部水势在不同寄主植物之间存在显著的种内差异。且桑寄生的性状相关性由种内和种间变异共同驱动,其中种间变异更为重要。这些研究结果凸显了桑寄生强大的适应能力,能够根据不同寄主植物的特性灵活调整自身的水力策略。该研究为桑寄生的水分利用效率、抗旱性以及其对环境变化的潜在响应机制提供了新的科学依据。
2025-08-01
生境与密度协同调控提升茶叶品质研究获突破
团队采用科学实验设计,通过精细监测微气候、分析土壤养分及检测茶叶代谢物,深入解析了生境类型(纯茶园、中覆盖森林茶园、高覆盖森林茶园)与种植密度(中密度、高密度)对茶叶品质的影响机制。结果表明:中覆盖森林茶园耦合中密度种植可同步优化微气候与土壤养分,驱动春茶儿茶素含量较纯茶园高密度模式提升50%;结构方程模型进一步证实生境与密度通过“微气候-土壤养分”级联路径间接调控品质成分合成。该研究揭示了提升茶叶品质的关键生态栽培机制,确立了“中覆盖+中密度种植”是实现茶叶高品质与茶园生态平衡的优化模式,为单一茶园的生态恢复以及传统古茶园的可持续经营提供了科学依据。
2025-07-31
FCM与K-mer在基因组估算中的比较:替代还是互补?
研究表明K-mer分析不仅可同时提供基因组大小(724–1,130 Mb)、杂合度(0.45%–1.08%)与重复序列比例(13.8%–58.3%)等多维度的基因组特征信息(图1a-e),还能适用于无新鲜组织样本、仅有测序数据的情况,尤其适合缺乏细胞学数据的非模式植物研究。但该方法存在以下局限性:1.在高杂合度物种(如E. spicata各变种及E. roxburghiana)中,因异源位点引发次级K-mer峰易被误判为主峰,导致基因组大小显著低估;2.在重复序列比例高的物种(如E. fenzelii,重复比例高达58.3%)中,K-mer分布图形主峰扁平或模糊,模型拟合偏低,从而导致基因组大小高估;3.估算结果高度依赖K值(k-mer长度)等参数设置,K值越小越可能高估重复序列比例,且模型R²值与残差也受到显著影响。
2025-07-31